Vittorio Storaro nasce a Roma il 24 giugno 1940. Il padre, proiezionista al Lux Film Studio, gli insegnò ad amare il cinema e lo spinse fin da piccolo a dedicarsi alla fotografia. A 16 anni il giovane Vittorio sembrava destinato a divenire operatore alla macchina da presa. Dopo il diploma, entra con un’ammissione speciale, data la sua giovane età, al Centro Sperimentale di Cinematografia e si laurea nel 1960.
A 21 anni lavora al suo primo film come operatore. Nel 1969 fa la  direzione della fotografia nel film “Giovinezza, Giovinezza” di Franco Rossi. Già nel 1964 aveva lavorato con Bernardo Bertolucci nel suo film d'esordio “Prima della rivoluzione” avviando una collaborazione costante a tutti i progetti futuri del regista: “La strategia del ragno” (1970), “Il conformista” (1970), “Ultimo tango a Parigi” (1972), “Novecento” (1976), e "L’ultimo imperatore” (1987) col quale vince un Oscar.
Tra le collaborazioni eccellenti e fondamentali c’è quella con Francis Ford Coppola: “Apocalypse Now” (1979) con cui vince un altro premio Oscar; "Un sogno lungo un giorno" (1982), "Tucker: un uomo e il suo sogno" (1988).
Anche con “Reds” (1981) di Warren Beatty vince l’ennesimo premio Oscar per la migliore fotografia. Tra gli altri premi vinti: un David di Donatello per “L’ultimo imperatore”, tre Nastri d’ Argento e un premio per la tecnica a Cannes (1998). 
Ha lavorato anche con Dario Argento (“L’uccello dalle piume di cristallo”), Giuseppe Patroni Griffi (nella diretta TV per la RAI de “La traviata”), Giuliano Montaldo (“Giordano Bruno”), Salvatore Samperi, Luca Ronconi.